DE3901185A1 - Verfahren sowie vorrichtung zur beruehrungslosen messung der deformation und des verschleisses von schienen - Google Patents

Verfahren sowie vorrichtung zur beruehrungslosen messung der deformation und des verschleisses von schienen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vor­ richtung zur berührungslosen Messung der Deformation und des Verschleißes von Schienen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung der Spurweite an Schienen.
Die verschleißbeanspruchte Zone an Schienen liegt im Kopfbereich der Schiene, insbesondere an der Oberseite sowie an der Innenseite, d.h., an der dem Schienen­ fahrzeug zugewandten Seite des Schienenkopfs (Fahr­ kante). Der Zustand einer Schiene kann mit der Profil­ form der Oberkante und der Fahrkante sowie mit der Schienenkopfhöhe gekennzeichnet werden.
Bisher werden zur Durchführung von Messungen des Ver­ schleißes sowie der Deformation von Schienen mechanische Abtastsysteme verwendet, welche einerseits eine relativ schlechte Reproduktion des Zustandes der Schienen erlauben sowie andererseits üblicherweise nur in einem ruhenden Zustand funktionsfähig sind. Zur Aus­ wertung einer Strecke wird hierdurch eine Vielzahl von repräsentativen Meßstellen erforderlich, was einen hohen Zeit- und Kostenaufwand bedingt.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ver­ fahren sowie eine Vorrichtung zur berührungslosen Messung der Deformation und des Verschleißes von Schienen zu schaffen, wodurch eine besonders schnelle Messung mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann.
Dieses Ziel wird durch folgende Schritte gelöst:
Belichtung des Schienenkopfs unter Erzeugung eines Lichtflecks,
Bewegung des Lichtflecks entlang einer vorge­ gebenen Meßstrecke,
videotechnische Abtastung des Lichtstreifens entlang der Meßstrecke,
Vergleich der abgetasteten Signale mit einer vorgegebenen Charakteristik.
Diese technische Lehre ermöglicht es, eine Messung des Zustands von Schienen von einem sich bewegenden Schienenfahrzeug aus zu tätigen, was eine erhebliche Zeit- und Kosteneinsparung mit sich bringt. Darüber hinaus wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gewähr­ leistet, daß die vollständige Oberfläche des zu prüfenden Schienenabschnitts abgetastet wird, wodurch nunmehr auch Mängel feststellbar sind, die beim konventionellen Verfahren eventuell übersehen worden wären. Insofern erhöht das erfindungemäße Verfahren auch die Sicherheit einer Schienenstrecke.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Verfahrens ist da­ durch gekennzeichnet, daß der Schienenkopf an der Ober­ seite der Schiene sowie an der einem Schienenfahrzeug zugewandten Innenkante des Schienenkopfs in Form eines weitgehend quer in Fahrtrichtung verlaufenden Licht­ streifens belichtet wird. Dies hat den Vorteil, daß ein derartig angeordneter Lichtstreifen in besonders wirk­ samer und gut abtastbarer Weise das Oberflächenprofil der zu prüfenden Schiene wiedergibt.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Lage des Licht­ streifens einer festgelegten Schnittebene an der Schiene oder der Normalebene der Schiene entsprechen.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens dahingehend, daß die videotechnische Abtastung des Lichtstreifens mittels einer ortsfest an einem Schienenfahrzeug befestigten Kamera erfolgt, die Vor­ richtung zur Erzeugung des Lichtstreifens ebenfalls ortsfest an dem Schienenfahrzeug befestigt ist und die Bewegung des Lichtstreifens entlang der Meßstrecke durch Bewegung des Schienenfahrzeugs erfolgt, beinhaltet den Vorteil, daß das erfindungsgemäße Meßverfahren mittels unspezifischer, üblicher Schienenfahrzeuge ausführbar ist.
Anspruch 5 zeigt eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Um Fehler in der video­ technischen Abtastung des Lichtstreifens aufgrund der Anordnung der Videokamera zu vermeiden, wird gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung des vorliegenden Verfahrens das tatsächliche Profil einer über die Videokamera er­ faßten transformierten, d.h. verzerrt dargestellten Profilform der Oberseite bzw. der Innenseite der Schiene rechnerisch ermittelt werden. Hierdurch können aufgrund der Anordnung der Videokamera bedingte Verzerrungen der durch den Lichtstreifen gekennzeichneten Profilform vermieden werden.
Dadurch, daß gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausge­ staltung des vorliegenden Verfahrens, die tatsächliche Profilform unter Berücksichtigung der durch die Be­ wegungen des Schienenfahrzeugs bedingten Änderungen der Höhen- und Seitenpositionen der Videokamera erfaßt und rechnerisch ermittelt wird, ergibt sich der Vorteil, daß bei Federungsbewegungen oder vertikalen Veränderungen der Lage des Schienenfahrzeugs die dadurch bedingten Meßabweichungen ausgeglichen werden können.
Die Änderung der Höhenposition der Videokamera kann zweckmäßigerweise mittels einer Einrichtung festgestellt werden, welche den Abstand eines ortsfest mit der Video­ kamera in Verbindung stehenden Fixpunktes zur Schiene, vorzugsweise zur Oberseite der Schiene abtastet. Diese zusätzliche Größe kann dann bei der rechnerischen Er­ mittlung der tatsächlichen Profilform berücksichtigt werden.
Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 9 besitzt den Vorteil, daß die Änderungen der Höhenposition durch die Video­ kamera selbst erfolgen kann.
Die Unteransprüche 10 und 11 zeigen weitere, zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei im Falle des Verfahrens nach Anspruch 11 die Bestimmung der Änderung der horizontalen Lage der Videokamera in bezug auf die Schiene ebenfalls im Blickfeld durch die Videokamera selbst erfolgt.
Das erfindungsgemäße Prinzip läßt sich in besonders wirksamer Weise auch zur Messung der Spurweite zweier ein Gleis bildender Schienen anwenden. Dadurch, daß mittels zweier symmetrisch angeordneter Videokameras zwei identische Blickfelder der beiden Schienenober­ flächen erzeugt werden und Änderungen des Abstandes S 1, S 2 des Lichtstreifens von der jeweiligen Innenkante des Schienenkopfs zum parallelen Bildfeldrand des zuge­ hörigen Blickfeldes festgestellt werden, läßt sich die Spur eines Gleisstrangs einfach und schnell prüfen. Der Gegenstand des Verfahrens nach Anspruch 12 wird auch isoliert beansprucht.
Die Messung der Spurweite läßt sich besonders einfach durchführen, wenn - gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens - der Abstand der inneren Ränder der Blickfelder der beiden Videokameras konstant gehalten wird.
Eine zweckmäßige Vorrichtung, insbesondere zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens kennzeichnet sich darin, daß mindestens eine ortsfest mit einem Schienenfahrzeug verbundene Belichtungseinheit zur Be­ lichtung des Schienenkopfs mindestens einer Schiene eines Gleises in Form eines Lichtstreifens, eine fest mit dem Schienenfahrzeug in Verbindung stehende Video­ kamera zur visuellen wegabhängigen Abtastung des Licht­ streifens sowie Mittel zur Auswertung der von der Video­ kamera ermittelten visuellen Signale vorgehen sind. Diese Vorrichtung besitzt den Vorteil, daß sie eine kontinuierliche Messung des Zustandes einer Schienen­ oberfläche ermöglicht, wobei die Vorrichtung lediglich mit einem Schienenfahrzeug gekoppelt zu werden braucht.
Die Mittel zur Auswertung der von der Videokamera er­ mittelten visuellen Signale umfassen zweckmäßigerweise einen digitalen Weggeber zur wegabhängigen Zuordnung der visuellen Signale, einen Speicher zur Speicherung der aufgenommenen wegabhängigen, visuellen Signale, einen Rechner sowie eine Auswertungseinheit zur Verarbeitung der schienenspezifischen Informationen.
Zur Erhöhung der Meßgenauigkeit bzw. zur Vermeidung von Störeinflüssen ist eine zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsmäßigen Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Feststellung der Änderung der horizontalen Lage der Videokamera in Bezug auf die Schienenoberseite vorgesehen sind, deren Meßwerte der Auswertung der aufgenommenen visuellen Signale zugrunde gelegt werden. Hierdurch können störende Einflüsse auf­ grund von Federungsbewegungen des Schienenfahrzeugs vermieden werden. Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 17 besitzt den Vorteil, daß die Änderungen der horizontalen Lage durch die Videokamera selbst feststellbar sind.
Anstelle der Feststellung der Änderung der Höhenlage durch die Videokamera selbst, können ebensogut elektrische oder optische Entfernungssensoren Anwendung finden.
Weiterhin betreffen die Unteransprüche 20-22 zweck­ mäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vor­ richtung, bei denen anstelle von oder zusätzlich zur Messung der Höhenlage auch eine Ermittlung der seit­ lichen Bewegung der Videokamera, welche ebenfalls durch die Bewegung des Schienenfahrzeugs bedingt sein kann, erfolgt.
Der Unteranspruch 23 betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Spurweite an Schienen. Diese Vorrichtung hat den Vorteil, daß die Spurbestimmung über die beiden Blickfelder der zugehörigen Videokameras berührungslos durchgeführt werden kann.
Eine besonders einfache Auswertung der beiden Blick­ felder ist - gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Vorrichtung nach Unteranspruch 24 - dann gewährleistet, wenn der Abstand der inneren Ränder der Blickfelder der beiden Videokameras konstant ist.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen nachstehend näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in stark vereinfachter, schematischer Darstellungs­ weise,
Fig. 2 ein Videokamera-Blickfeld unter Kennzeichnung der optischen Hilfssignale, und
Fig. 3 schematische Darstellung der Anordnung zweier Videokamera-Blickfelder zur Ermittlung von Spurabweichungen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im folgenden an­ hand eines in Fig. 1 dargestellten Schienenfahrzeugs 1 näher erläutert. Die Vorrichtung umfaßt eine Belichtungseinheit 4, welche mit dem Schienenfahrzeug 1 ortsfest verbunden ist. Die Belichtungseinheit 4 erzeugt einen weitgehend senkrecht zur Oberfläche der Schiene 2 gerichteten Lichtstrahl in Form eines kontraststarken Lichtstreifens 5. Dieser Lichtstreifen 5 belichtet so­ wohl die Oberseite des Schienenkopfs als auch die Innen­ kante des Schienenkopfs, die auch als "Fahrkante" be­ zeichnet wird. Der Lichtstreifen verläuft weitgehend quer zur Fahrtrichtung d. h. zum Verlauf der Schiene.
Ferner weist das Schienenfahrzeug 1 eine fest mit diesem verbundene Videokamera 6 auf, deren Blickfeld oder optische Achse auf den Oberflächenbereich der Schiene, in dem der Lichtstreifen 5 sich befindet, gerichtet ist. Bezugszeichen 7 bezeichnet einen digitalen Weggeber, welcher die zurückgelegte Meßstrecke aufnimmt und dessen Werte den Abtastwerten der Videokamera zur Bildung von Bild-Wegsignalen nebengeordnet werden.
Nach der Durchführung der Messung werden die ge­ speicherten Informationen einer von einem Rechner 9 unterstützten Auswertungseinheit zugeführt und darin verarbeitet. Aufgrund der verschiedenen Anordnungs­ möglichkeiten der Videokamera 6 kann die von der Video­ kamera 6 abgetastete Form des Lichtstreifens, d. h. des Schienenprofils eine im Vergleich zum tatsächlichen Profil transformierte d.h. verzerrt dargestellte Form aufweisen. Die tatsächliche Form des Schienenprofils kann dann mittels des Rechners 9 ermittelt werden. Die Feststellung von erhöhtem Verschleiß bzw. Deformationen der Lauffläche erfolgt in der Auswertungseinheit 10 durch Vergleich der ermittelten Bild-Wegsignale mit einer vorgegebenen Profilformcharakteristik.
Die Position der Videokamera 6 wird durch die Federungs­ bewegungen des Schienenfahrzeugs 1 unter gleichzeitiger Veränderung der Lage der optischen Achse und der Blick­ feldposition verändert. Zur Erfassung dieser Änderungen wird ein optischen Hilfssignal 11 in Form eines sicht­ baren Laserstrahls verwendet. Der Laserstrahl wird von einer ortsfest mit dem Schienenfahrzeug 1 verbundenen Strahlquelle 12 auf die Oberseite des Schienenkopfs gerichtet, wodurch eine Bezugshöhe H festgelegt werden kann.
Anhand der Änderung der Bezugs- bzw. Pfeilhöhe H, d. h. der Änderung der Länge des von der Strahlquelle 12 auf die Oberseite der Schiene 3 gerichteten Laserstrahls 11 kann folglich eine Änderung der Höhenposition der Video­ kamera 6 in bezug auf die Oberseite der Schiene 3 fest­ gestellt werden. Diese Feststellung der Änderung der Größe H erfolgt gemäß Fig. 2 im Blickfeld der Video­ kamera 6 durch die Videokamera 6 selbst. Die derart ermittelte Pfeilhöhe H wird zur rechnerischen Bestimmung des tatsächlichen Profils der Oberseite 3 der Schiene verwendet.
Fig. 2 zeigt darüber hinaus auch die Möglichkeit der Ermittlung seitlicher Abweichungen der Schienenfahrzeug­ position in Bezug zur Schiene, da auch seitliche Be­ wegungen des Schienenfahrzeugs 1 eine Verzerrung des von der Videokamera 6 erfaßten Schienenprofils verursachen. Zu diesem Zweck wird das Blickfeld 13 der Videokamera 6 als Bezugspunkt gewählt. Da die Entfernung zwischen der Videokamera 6 und dem Lichtstreifen 5 konstant ist, kann als Bezugsgröße die Entfernung des Lichtstreifens 5 an der Fahr- bzw. Innenkante 15 der Schiene und dem parallelen Blickfeldrand als Positionssignal verwendet werden. Dieser Abstand ist in Fig. 2 als S bezeichnet.
Auf diese Weise können die seitlichen Positions­ änderungen über das Bild der Videokamera 6 der Be­ stimmung des tatsächlichen Profils der Lauffläche zu­ grunde gelegt werden.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung zur Messung der Spurweite eines aus zwei Schienen 3 bestehenden Gleises. Diese Anordnung umfaßt zwei in bezug auf das jeweilige Gleis 3 symmetrisch angeordnete Videokameras 6 zur Erzeugung je eines Blickfelds 13, 14 pro Schiene 3. Mittels je einer Belichtungseinheit 4, welche der in Fig. 1 gezeigten Belichtungseinheit entspricht, wird an der Oberseite 3 jeder Schiene im Bereich der beiden Blickfelder 13, 14 ein kontrastreicher Lichtstreifen 5′, 5′′ erzeugt. Da die zur Schaffung der beiden Lichtstreifen 5′, 5′′ vor­ gesehenen Belichtungseinheiten 4 sowie die beiden Videokameras 6 fest mit dem Schienenfahrzeug 1 verbunden sind, kann einerseits der Abstand der beiden inneren Ränder der Blickfelder 13, 14 der beiden Videokameras 6 als Konstante K vorgegeben werden, andererseits können die jeweiligen Abstände S 1, S 2 des Lichtstreifens 5′, 5′′ an der Innenkante 15 der jeweiligen Schiene 3 zum jeweils dazugehörigen inneren Blickfeldrand zur Er­ mittlung der Änderung der Spurweite herangezogen werden. Die Spurweite W am Gleis kann folglich mittels folgender Beziehung
W = S 1 + S 2 + K
ermittelt werden.
Bezugszeichenliste:
 1 Schienenfahrzeug
 2 Schiene
 3 Oberseite der Schiene
 4 Belichtungseinheit
 5, 5′, 5′′ Lichtstreifen
 6 Videokamera
 7 digitaler Weggeber
 8 Speicher
 9 Rechner
10 Auswertungseinheit
11 optisches Hilfssignal
12 Strahlquelle
13 Blickfeld
14 Blickfeld
15 Innenkante bzw. Fahrkante

Claims (24)

1. Verfahren zur berührungslosen Messung der De­ formation und des Verschleißes mindestens einer Schiene, vorzugsweise beider Schienen eines Gleises, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Belichtung des Schienenkopfs unter Erzeugung eines Lichtflecks,
Bewegung des Lichtflecks entlang einer vor­ gegebenen Meßstrecke,
videotechnische Abtastung des Lichtflecks entlang der Meßstrecke, und
Vergleich der abgetasteten Signale mit einer vorgegebenen Charakteristik.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schienenkopf an der Oberseite (3) der Schiene (2) sowie an der einem Schienenfahrzeug zugewandten Kante (15) des Schienenkopfs in Form eines weitgehend quer zur Fahrtrichtung ver­ laufenden Lichtstreifens (5) belichtet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Lichtstreifens einer fest­ gelegten Schnittebene an der Schiene (2) oder der Normalebene der Schiene (2) entspricht.
4. Verfahren nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die videotechnische Abtastung des Licht­ streifens (5) mittels einer ortsfest an einem Schienenfahrzeug (1) befestigten Videokamera (6) er­ folgt, die Vorrichtung zur Erzeugung des Licht­ streifens (5) ortsfest an dem Schienenfahrzeug (1) befestigt ist und die Bewegung des Licht­ streifens (5) entlang der Meßstrecke durch Be­ wegung des Schienenfahrzeugs (1) erfolgt.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Videokamera (6) abgetastete Bild des Lichtstreifens beim Überfahren der Meß­ strecke den Wegsignalen eines digitalen Weg­ gebers (7) zugeordnet wird, diese Bild-Weg­ signale in einem Speicher (8) abgespeichert werden und die dem Speicher zugeführten Bild- Wegsignale mit Hilfe einer durch einen Rechner (9) unterstützten Auswertungseinheit (10) in schienenspezifische, wegabhängige Informationen verarbeitet werden.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das tatsächliche Profil einer über die Videokamera (6) erfaßten transformierten Profil­ form der Oberseite (3) bzw. der Innenseite der Schiene ermittelt wird.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die tatsächliche Profilform unter Berück­ sichtigung der durch die Bewegungen des Schienenfahrzeugs bedingten Änderungen der Höhen- und Seitenpositionen der Videokamera (6) erfaßt und rechnerisch ermittelt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungen der Höhenposition der Video­ kamera (6) mittels einer Einrichtung, die den Abstand eines ortsfest mit der Videokamera (6) in Verbindung stehenden Fixpunktes zur Schiene, vorzugsweise zur Oberseite (3) der Schiene ab­ tastet, festgestellt und bei der rechnerischen Ermittlung der tatsächlichen Profilform berücksichtigt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungen der Höhenposition der Video­ kamera (6) von der Videokamera (6) selbst durch im Blickfeld der Kamera erfolgende Bestimmung der Änderung der Pfeilhöhe eines optischen Hilfssignals (11), welches durch einen Licht­ strahl, vorzugsweise Laserstrahl einer am Schienenfahrzeug (1) ortsfest befestigten Strahlquelle (12) erzeugt wird, festgestellt und bei der rechnerischen Ermittlung des tat­ sächlichen Schienenprofils berücksichtigt werden.
10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungen der horizontalen Lage der Videokamera (6) in Bezug zur zu prüfenden Schiene (2) mittels einer Einrichtung, die den Abstand eines ortsfest mit der Videokamera (6) in Verbindung stehenden Fixpunktes zur Schiene, vorzugsweise zur Seitenfläche der Schiene (2) ermittelt, festgestellt und bei der rechnerischen Ermittlung der tatsächlichen Profilform berücksichtigt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungen der horizontalen Lage der Videokamera (6) in Bezug zur zu prüfenden Schiene von der Videokamera (6) selbst durch im Blickfeld der Videokamera (6) erfolgende Be­ stimmung der Änderung der Entfernung des Licht­ streifens (5) an der Innenkante (15) des Schienenkopfs zum parallelen Blickfeldrand fest­ gestellt und bei der rechnerischen Ermittlung des tatsächlichen Schienenprofils berücksichtigt werden.
12. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Spurweite zweier ein Gleis bildender Schienen mittels zweier, symmetrisch angeordneter Videokameras (6) zwei identische Blickfelder (13, 14) der beiden Schienenober­ flächen erzeugt werden und Änderungen des Ab­ stands (S 1, S 2) des Lichstreifens (5) von der jeweiligen Innenkante des Schienenkopfs (15) zum parallelen Bildfeldrand des zugehörigen Blick­ felds festgestellt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der inneren Ränder der Blick­ felder (13, 14) der beiden Videokameras (6) konstant ist.
14. Vorrichtung zur berührungslosen Messung der Deformation und des Verschleißes von Schienen, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens mindestens gemäß einem der Ansprüche 11-13, gekennzeichnet durch
mindestens eine ortsfest mit einem Schienen­ fahrzeug (1) verbundene Belichtungseinheit (4) zur Belichtung des Schienenkopfs mindestens einer Schiene eines Gleises in Form eines Licht­ flecks vorzugsweise Lichtstreifens (5),
mindestens eine fest mit dem Schienenfahrzeug (1) in Verbindung stehende Videokamera (6) zur visuellen, wegabhängigen Abtastung des Licht­ streifens (5), und Mittel zur Auswertung der von der Videokamera (6) ermittelten visuellen Signale.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Auswertung der von der Video­ kamera (6) ermittelten visuellen Signale einen digitalen Weggeber (7) zur wegabhängigen Zu­ ordnung der visuellen Signale, einen Speicher (8) zur Speicherung der aufgenommenen wegab­ hängigen, visuellen Signale, einen Rechner (6) sowie eine Auswertungseinheit (10) zur Ver­ arbeitung der schienenspezifischen In­ formationen, umfassen.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 und/oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Feststellung der Änderung der horizontalen Lage der Videokamera (6) in bezug auf die Schienenoberseite vorgesehen sind, deren Meßwerte der Auswertung der aufgenommenen visuellen Signale zugrunde gelegt werden.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Feststellung der Änderung der horizontalen Lage der Videokamera (6) eine orts­ fest mit dem Schienenfahrzeug (1) verbundene Lichtstrahlquelle (12) umfassen, welche einen optisch sichtbaren Lichtstrahl auf die Schienen­ oberfläche richtet und Änderungen der Lage der Videokamera (6) zur Oberseite der Schiene (1) als Änderungen der Lage des Lichtstrahls im Blickfeld der Videokamera feststellbar und ver­ wertbar sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl ein optisch sichtbarer Laserstrahl ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Feststellung der Änderung der horizontalen Lage der Videokamera (6) einen elektrisch oder optisch arbeitenden Entfernungs­ sensor umfassen.
20. Vorrichtung nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche 14-18, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Feststellung einer seitlichen Bewegung der Videokamera (6) im Bezug zur Schiene (2) vorgesehen sind, deren Meßwerte der Auswertung der aufgenommenen visuellen Signale zugrunde gelegt werden.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Videokamera (6) die Änderungen der Entfernung des Lichtstreifens (5) an der Innen­ kante (15) des Schienenkopfs hin zum parallelen Blickfeldrand im Blickfeld der Videokamera (6) ermittelbar und verwertbar sind.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch oder optisch wirkender Ent­ fernungssensor vorgesehen ist.
23. Vorrichtung zur Messung der Spurweite an Schienen, insbesondere unter Verwendung der Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 14-22, gekennzeichnet durch mindestens eine ortfest mit dem Schienenfahrzeug (1) verbundene Belichtungseinheit (4) zur Er­ zeugung je eines Lichtstreifens (5′, 5′′) an jeder der beiden Schienen, zwei symmetrisch angeordnete, mit dem Schienenfahrzeug (1) fest in Verbindung stehender Videokameras (6) zur Er­ zeugung zweier identischer, die beiden Licht­ streifen (5′, 5′′) erfassender Blickfelder (13, 14), wobei eine Spuränderung durch Ermittlung und Auswertung des Abstandes (S 1, S 2) des je­ weiligen Lichtstreifens (5) von der jeweiligen Schiene, vorzugsweise von der Innenkante (15) der jeweiligen Schiene (2) zum zugehörigen parallelen Blickfeldrand des jeweiligen Blick­ felds (13, 14) feststellbar ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der inneren Ränder der Blick­ felder (13, 14) der beiden Videokameras (6) konstant ist.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10040139A1 (de) * 2000-08-13 2002-03-07 Dwa Deutsche Waggonbau Gmbh Verfahren zur Messung von Schienenprofilen und Gleislagestörungen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE10256123A1 (de) * 2002-11-29 2004-06-17 Bombardier Transportation Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung einer Zustandsgröße, insbesondere des Laufflächenprofils, einer Schiene
DE10256122A1 (de) * 2002-11-29 2004-06-17 Bombardier Transportation Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung wenigstens einer Zustandsgröße einer Rad-Schiene-Paarung
CN111256647A (zh) * 2018-12-03 2020-06-09 上海明华电力技术工程有限公司 一种发电机定子端部绝缘表面变形磨损检测诊断方法

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2696542A1 (fr) * 1992-10-05 1994-04-08 Controle Ind Procédé et capteur optique de mesure et de test sur un objet.
FR2700611B1 (fr) * 1993-01-18 1995-03-24 Matra Sep Imagerie Inf Procédé et dispositif de contrôle dimensionnel du profil de produits longs.
DE19702072C1 (de) * 1997-01-22 1998-04-23 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung zum Erfassen von Gleisverzweigungen
ES2155409B1 (es) * 1999-07-30 2002-03-16 Univ Zaragoza Instrumento de medicion sin contacto de piezas tridimensionales aplicado al control de calidad de traviesas de ferrocarril.
DE10003675C2 (de) * 2000-01-28 2002-12-05 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung zur Messung der Fahrflächenrauhigkeit von Schienen im Fahrbetrieb
US9875414B2 (en) 2014-04-15 2018-01-23 General Electric Company Route damage prediction system and method
US20030222981A1 (en) 2002-06-04 2003-12-04 Kisak Jeffrey James Locomotive wireless video recorder and recording system
US20150235094A1 (en) 2014-02-17 2015-08-20 General Electric Company Vehicle imaging system and method
US20070216771A1 (en) * 2002-06-04 2007-09-20 Kumar Ajith K System and method for capturing an image of a vicinity at an end of a rail vehicle
US11124207B2 (en) 2014-03-18 2021-09-21 Transportation Ip Holdings, Llc Optical route examination system and method
US9873442B2 (en) 2002-06-04 2018-01-23 General Electric Company Aerial camera system and method for identifying route-related hazards
AT5911U3 (de) * 2002-10-29 2003-11-25 Plasser Bahnbaumasch Franz Verfahren zur kontaktfreien messung eines querprofils bzw. abstands von schienen eines gleises
CN2849715Y (zh) * 2005-11-29 2006-12-20 上海铁路局科学技术研究所 一种非接触式ccd高速动态检测装置
US7463348B2 (en) * 2006-07-10 2008-12-09 General Electric Company Rail vehicle mounted rail measurement system
JP2008184763A (ja) * 2007-01-29 2008-08-14 Hitachi High-Technologies Corp レール継目板の締結ボルト脱落検出方法および脱落検出装置
US7937246B2 (en) 2007-09-07 2011-05-03 Board Of Regents Of The University Of Nebraska Vertical track modulus trending
US8196516B2 (en) * 2010-09-15 2012-06-12 Honeywell Asca Inc. Rocker wheel system for scanner carriages
CN102628718B (zh) * 2011-02-01 2016-03-16 阿尔斯通技术有限公司 用于测量轴变形的设备和方法
CN102285361A (zh) * 2011-07-15 2011-12-21 上海工程技术大学 一种轨距测量车
CN103661484A (zh) * 2012-09-04 2014-03-26 深圳市赛格导航科技股份有限公司 一种基于斜率驱动的主曲线提取方法
CN102897192A (zh) * 2012-10-18 2013-01-30 成都唐源电气有限责任公司 城市轨道交通接触轨检测***及其检测方法
CN105026917A (zh) 2012-11-04 2015-11-04 内布拉斯加大学董事会 对铁轨偏移进行成像和测量的***
CN103029720B (zh) * 2012-12-20 2015-04-08 中国北方车辆研究所 一种跟踪钢轨轨顶中心线的轨廓波磨传感器定位机构
US9481385B2 (en) 2014-01-09 2016-11-01 General Electric Company Systems and methods for predictive maintenance of crossings
US10006877B2 (en) 2014-08-20 2018-06-26 General Electric Company Route examining system and method
CN104316004B (zh) * 2014-11-13 2017-05-10 大连交通大学 基于边缘衍射线光源的轮对踏面图像数据动态采集***
CN104442916B (zh) * 2014-12-19 2016-08-17 天津中德职业技术学院 下接触式地铁接触轨轨道检测***
CN109353370B (zh) * 2018-12-12 2023-11-10 湖南高创海捷工程技术有限公司 一种非接触式钢轨波磨与轮廓检测装置
CN109353371B (zh) * 2018-12-12 2023-11-10 湖南高创海捷工程技术有限公司 一种全自动钢轨非接触式轮廓检测装置
CN113776461A (zh) * 2021-09-09 2021-12-10 北京京东乾石科技有限公司 用于轨道表面检测的三维检测设备
CN117078687B (zh) * 2023-10-17 2023-12-15 常州海图信息科技股份有限公司 基于机器视觉的轨道巡检***及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2244274B2 (de) * 1971-09-14 1975-08-21 British Railways Board, London Vorrichtung zum beruhrungslosen Messen der Spurweite oder anderer Kennwerte von Eisenbahngleisen
DE2407851B2 (de) * 1973-02-22 1976-01-08 British Railways Board, London Vorrichtung zum berührungslosen Messen der Spurweite oder anderer Kennwerte von Eisenbahngleisen
DE3813340A1 (de) * 1987-04-27 1988-11-10 Yokohama Rubber Co Ltd Zugfestigkeits-pruefgeraet

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51101561A (en) * 1975-03-05 1976-09-08 Japan National Railway Kogakushikikidokuruisokuteisochi
US4198164A (en) * 1976-10-07 1980-04-15 Ensco, Inc. Proximity sensor and method and apparatus for continuously measuring rail gauge
AU4879579A (en) * 1978-07-11 1980-03-06 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Profile measurement
CH646516A5 (fr) * 1982-02-25 1984-11-30 Speno International Procede et dispositif de mesure du profil transversal du champignon d'un rail d'une voie ferree.
US4653316A (en) * 1986-03-14 1987-03-31 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Apparatus mounted on vehicles for detecting road surface conditions

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2244274B2 (de) * 1971-09-14 1975-08-21 British Railways Board, London Vorrichtung zum beruhrungslosen Messen der Spurweite oder anderer Kennwerte von Eisenbahngleisen
DE2407851B2 (de) * 1973-02-22 1976-01-08 British Railways Board, London Vorrichtung zum berührungslosen Messen der Spurweite oder anderer Kennwerte von Eisenbahngleisen
DE3813340A1 (de) * 1987-04-27 1988-11-10 Yokohama Rubber Co Ltd Zugfestigkeits-pruefgeraet

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10040139A1 (de) * 2000-08-13 2002-03-07 Dwa Deutsche Waggonbau Gmbh Verfahren zur Messung von Schienenprofilen und Gleislagestörungen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE10040139B4 (de) * 2000-08-13 2004-10-07 Dwa Deutsche Waggonbau Gmbh Verfahren zur Messung von Schienenprofilen und Gleislagestörungen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE10256123A1 (de) * 2002-11-29 2004-06-17 Bombardier Transportation Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung einer Zustandsgröße, insbesondere des Laufflächenprofils, einer Schiene
DE10256122A1 (de) * 2002-11-29 2004-06-17 Bombardier Transportation Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung wenigstens einer Zustandsgröße einer Rad-Schiene-Paarung
DE10256122B4 (de) * 2002-11-29 2005-06-02 Bombardier Transportation Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung wenigstens einer Zustandsgröße einer Rad-Schiene-Paarung
DE10256123B4 (de) * 2002-11-29 2005-06-02 Bombardier Transportation Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung einer Zustandsgröße, insbesondere des Laufflächenprofils, einer Schiene
CN111256647A (zh) * 2018-12-03 2020-06-09 上海明华电力技术工程有限公司 一种发电机定子端部绝缘表面变形磨损检测诊断方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE3901185C2 (de) 1991-04-04
EP0378781A1 (de) 1990-07-25
JPH02232402A (ja) 1990-09-14

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